LED开关电源及工控开关电源应用于LED路灯时注意的事项及未来发展方向!
全球人类正在努力改变地球温室效应带来的影响,节能减排呼声高涨.当今可称为节能"长寿命"项目的焦点产品"LED路灯"成了节能照明产业的"宠儿".据高工led产业研究中心的调查显示,2009年"十城万盏"的21个试点城市中,已经安装的LED路灯(含隧道灯)大约为22.2万盏.其中潍坊3.5万,武汉2.8 万,重庆2.5万,扬州1.5万,四座城市的装灯量之和为10.3万,占总量近一半.2009年多数城市仍处于工程试点阶段,预计两年内将大规模铺开.
但我们要清晰的认识到,当大家都在宣传LED的长寿命时,忽略或避开了另一个决定LED灯具寿命的关键问题:那就是LED驱动电源的质量.
LED电源的寿命:
由于LED灯具不同于传统灯具,传统灯具中除部分功率转化为光能外,绝大部分功率都转化为红外辐射能量辐射到灯具外部空间(就类似于浴霸灯一样),而LED是半导体发光,其除部分功率转化为光能外,绝大部分功率都转化为热能,这些热量只能借助与芯片紧密结合的灯体散热.
商家为了灯具产品结构的整体优美,往往把电源与LED灯体结构紧密设计在一起,LED的发热与电源的发热叠加,这样电源和LED光源都处在恶劣的工作环境中,当工作环境的温度超过一定的温度时,电源及LED的寿命大打折扣.电源内部设置温度保护时会出现反复开关灯的现象,不设置温度保护又会引起高温损坏电源器件及加速LED的光衰.
LED电源属于开关电源,开关电源的质量与可靠性取决于其电路设计,生产工艺,及器件的质量.电解电容是大功率开关电源中必不可少的组成部分.
而开关电源的正常工作寿命要取决于电源所使用的电解电容的寿命,电解电容的寿命又取决于电容本身的寿命及工作温度.
电解电容在不同的温度下其工作寿命差异很大.
电源自体温升:电源设计的比较好的功率器件温升在25-３0℃左右,设计的比较差的温升大于35℃,户外 LED电源要求防水,需采用密封式的外壳,为了防护等级的提高厂家要求灌胶处理,不同的胶体材料价格成本不一样,导热性能也不一样,廉价胶导热性能差,且需高温烘烤,往往会造成元器件不同程度的隐形损伤及紧束拉伤,留下隐患.(散热处理的不好使得壳体内电解电容工作环境如同保温瓶,温度积累无法散出).
灯具自体温升:由于LED产生的大量热本身就依靠壳体来散热,合理的设计其LED灯具  壳体温度约20℃-25℃间. 即:在室温25℃工作条件下,灯具壳体温度约 45℃-50℃左右.
灯具工作环境温度: 部分地区夏季夜晚户外地表温度高达40℃,甚至更高.
综合以上应用条件:恶劣环境下电容工作环境温度会大于95℃. 也有人提出是否可用陶瓷或固体电容,但以目前的电容技术这两种电容都无法做成高压大容量. 当然,好鞍需配好马,使用长寿命的电容并不一定就能保证电源寿命 要提高电源寿命就需要从多方面来改善:
使用较高寿命的电容,提高电源效率,优化电源的散热设计,优化灯具的散热设计.
诸多灯具企业为了考虑灯具设计的紧凑以求降低重量,要求将电源体积做的小巧并安装在密闭的空间里,其电源的散热条件受到限制.因此高的效率,小的体积及更好的散热设计是电源面临的挑战.
电源与灯具的配套及量质问题:
由于LED照明是新兴的产业,目前还没大面积普及/民用化,主要是一些工程试点应用同时没有可以依照的行业标准,每一家设计的灯具所需求的电源在结构/电气上都不一样. 多数中国企业的习惯是在产品研发的初期没让配套供应商参入,而是在产品设计完成后再去找能配套的供应商,同样多数LED灯具企业在灯具设计初期没有跟可以合作的电源厂家沟通与合作,而是按自己的想法或仿照某一同行的做法在LED基板及结构设计完成后才考虑电源的问题.往往会找不到合适的/质量合格的电源,同时这样一来交期都赶得非常紧.
因此造成LED电源的现状是: 需求批量小,品种多,通常是几百到几K,无法像传统电源几十k----上百k的生产.各家需求的电气/结构通用性差,无法大批量生产,基本都是定制品,无法提前备料/备货. LED工程交期短,大部分电源为满足客户要求需要临时设计/更改设计,造成材料采购周期短/生产工艺不成熟,从而导致电源成本的急剧上升,及质量的不稳定 .
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